一种可无级收纳数据线的充电头

技术领域

本发明涉及充电头领域，具体涉及一种可无级收纳数据线的充电头。

背景技术

随着手机的日益普及和广泛使用，手机充电器成为了日常生活中随处可见的产品，传统手机充电插头需要配合一条数据线来使用，数据线较长，储放较为不便，故而市场上出现了一些可收纳式数据线或者可收纳数据线的充电头，其原理是将数据线缠绕在收纳轴上，使用时，将数据线拉出，不使用时，通过按压开关按钮等收纳动作，利用卷簧技术手段驱使收纳轴做收线旋转，进而将数据线收纳回去，然而这种现有收纳技术存在着一些不足，例如：1、虽然能够实现数据线的收纳，但是收纳完成后，设置在数据线两端的USB接口仍然是留在外面的，而数据线最容易坏的地方就是USB接口与数据线的连接处，并且容易坏的原因是USB接口与数据线的连接处发生过量弯折，被压坏，也就是说，现有收纳技术仅仅只是起到收纳作用，解决数据线无序储放的问题，数据线携带使用时，USB接口与数据线的连接处仍然存在容易发生被压弯折损坏的问题；2、USB接口与数据线之间是依靠外面的一层外表皮连接的，随着数据线的不断被拉出，卷簧压缩量变大，故而越往后，越需要更大的力才能够拉出数据线，而人们一般习惯捏着USB接口向外拉扯数据线，故而随着数据线往外拉出的越长，USB接口与数据线的连接处受到的力越大，对连接处造成的疲劳损伤越大，极大的降低了USB接口与数据线的连接处的寿命。

基于上述，本发明提出了一种可无级收纳数据线的充电头。

发明内容

为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种可无级收纳数据线的充电头。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种可无级收纳数据线的充电头，包括充电头，充电头包括充电头外壳，充电头外壳沿厚度方向的一侧开口并可拆卸式安装有壳盖，充电头外壳内设置有隔板，位于隔板背离充电头金属插脚一侧的区域命名为收纳区，收纳区内通过收纳机构收纳有数据线；

收纳机构包括收纳构件与触发构件，收纳构件包括旋转体以及用于驱使旋转体旋转的驱动组件，收纳构件设置在收纳状态与空转状态之间进行切换，处于收纳状态时，驱动组件主动驱使旋转体发生收线旋转，对数据线进行收纳，处于空转状态时，驱动组件与旋转体断开连接，初始状态时，数据线的USB接口一与USB接口二均位于充电头外壳内部；

触发构件用于被用户手动按压，使数据线的USB接口二伸出，同时使收纳构件切换为空转状态。

进一步的，旋转体的轴心线平行于充电头外壳的厚度方向，旋转体包括旋转轴以及设置在旋转轴两端的旋转盘；

收纳构件还包括铰接设置在收纳区的压持架并且铰接处形成的铰接轴平行于旋转体，压持架的一端安装有转棍，转棍与旋转体平行并位于旋转体背离隔板的一侧，收纳区内还设置有位于压持架背离旋转体一侧的弹性片，弹性片的一端与收纳区的侧壁连接、另一端与压持架连接，压持架设置有两组并对称分布在旋转体的两侧，转棍与旋转轴之间的距离大于数据线的外径。

进一步的，旋转体的旋转盘端面设置有插槽与避让孔，避让孔与插槽连通，避让孔贯穿旋转盘的厚度，避让孔贯穿至旋转盘的外圆面；

插槽内安装有插口，插口用于和数据线的USB接口一进行插接。

进一步的，旋转体的旋转轴内部中空并设置有电机架，电机架与收纳区连接，电机架上安装有电机，电机与旋转体之间通过行星减速器实现动力连接，行星减速器的太阳齿轮通过花键方式安装在电机的输出轴上，并且当太阳齿轮沿轴向发生移动时，电机持续朝向太阳齿轮输出动力，太阳齿轮与电机的机壳之间设置有弹簧一，太阳齿轮背离电机的端面延伸有凸销。

进一步的，充电头外壳的外表面设置有用于控制电机开启的按钮。

进一步的，触发构件设置在收纳构件背离隔板的一侧，充电头外壳沿长度方向并背离充电头金属插脚的侧面设置有用于供数据线的USB接口二进出的进出口。

进一步的，触发构件包括通过导杆一滑动安装在收纳区中的弹出架、通过导杆二滑动安装在收纳区中的断开架，弹出架的滑动方向与断开架的滑动方向均平行于充电头外壳的长度方向，并且断开架位于弹出架朝向旋转体的一侧，弹出架靠近进出口并且弹出架上设置有与进出口位于同一直线上的避让口，初始状态下，数据线的USB接口二位于弹出架与进出口之间，USB接口二与弹出架接触；

导杆一的外部套设有弹力驱使弹出架远离进出口的弹簧二，导杆二的外部套设有弹力驱使断开架靠近弹出架的弹簧三。

进一步的，弹出架上设置有斜面一，斜面一设置有两组，两组斜面一之间的距离沿充电头外壳的长度方向并由断开架指向弹出架的方向递增；

断开架上设置有斜面二，斜面二设置有两组，两组斜面二之间的距离沿充电头外壳的长度方向并由断开架指向弹出架的方向递减，断开架上还设置有斜面五，斜面五与凸销接触，斜面五与太阳齿轮之间的距离沿充电头外壳的长度方向并由断开架指向弹出架的方向递减；

斜面一与斜面二呈相向布置且斜面一与斜面二之间设置有按压组件。

进一步的，充电头外壳沿宽度方向的两个侧面上均开设有穿设孔，按压组件包括滑动安装在收纳区中的挤压块，挤压块的滑动方向平行于充电头外壳的宽度方向，挤压块上设置有与斜面一贴合的斜面三、与斜面二贴合的斜面四，挤压块的末端以穿过穿设孔的方式伸出充电头外壳并设置有按压块。

进一步的，其还包括用于监测电机电流大小的电流传感器。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明将数据线集成设置在充电头，并能够实现对数据线的收纳，除此之外，本发明还能够实现对数据线与USB接口的连接处的保护，具体的：

一、完成收纳时，数据线两端的USB接口均位于充电头内部，故而在日常携带使用时，能够实现对数据线的保护，故而解决了背景技术中提到的数据线携带使用时，USB接口与数据线的连接处暴露在外，仍然存在容易发生被压弯折损坏的问题；

二、朝外拉出数据线的过程中：

1、一方面，行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力加上电机输出轴旋转的阻力之和较大，一方面，最后缠绕在旋转体上的数据线的缠绕松散，存在余量，一方面，USB接口二的本身长度较短，故而在将USB接口二抵推出去的过程中，数据线会抵推与之接触的转棍偏移，进而使与之对应的压持架偏转，弹性片被压缩，也就是说，在将USB接口二抵推出去的过程中，所受到的阻力来源于弹性片，而弹性片只是用来约束压持架上的转棍靠近旋转体，其本身的弹力系数较小，反馈的阻力较小，故而数据线与USB接口二的连接处所受到的力近似等于被压缩后的弹性片的弹力，非常小；

2、USB接口二被弹出的同时，行星减速器的动力传递路线被切断，行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力以及电机输出轴旋转的阻力不会反馈给旋转体，也就是说，后续朝外拉出数据线的过程中，阻力非常小且为恒定值，故而数据线与USB接口二的连接处所受到的力非常小；

综合1与2可知，本充电头使用过程中，不会对数据线与USB接口二的连接处造成过大的力，也就不会对连接处造成较大的伤损，解决了背景技术中提到的“随着数据线往外拉出的越长，USB接口与数据线的连接处受到的力越大，对连接处造成的疲劳损伤越大，极大的降低了USB接口与数据线的连接处的寿命”的问题；

除此之外，3、朝外拉出预设长度的数据线后，松开触发构件，行星减速器重新恢复动力传递状态，此时，基于行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力以及电机输出轴旋转的阻力，使数据线再往外拉扯需要花费很大的力气，也就是说，能够将数据线限位在当前长度；

三、将数据线收回的过程中，若收回路径上存在阻碍物，则电机负载变大，电流变大，被电流传感器感应到，并发出信号使电机反向运行预设圈数后停机，也就是说，不会使数据线与USB的连接处受到持续的力。

综上所述，本发明不仅实现了对数据线的收纳，同时还能够对数据线与USB接口的连接处施加保护，而连接处正是数据线容易发生伤损的地方，伤损最常见的原因就是连接处受到力的拉扯以及受到过量弯折，而本发明能够解决了这些问题。

附图说明

图1为数据线被收纳时，本发明的示意图；

图2为数据线的USB接口二被弹出时，本发明的示意图；

图3为本发明的内部示意图；

图4为数据线被收纳时，收纳机构的示意图；

图5为数据线的USB接口二被弹出时，收纳机构的示意图；

图6为收纳构件的示意图；

图7为旋转体的剖视图；

图8为电机与动力传递件的示意图；

图9为触发构件的示意图。

附图中的标号为：

100、充电头外壳；101、壳盖；102、隔板；

200、收纳构件；201、旋转体；202、插槽；203、插口；204、避让孔；205、压持架；206、转棍；207、弹性片；208、电机；209、动力传递件；2091、太阳齿轮；2092、凸销；210、弹簧一；

300、触发构件；301、弹出架；302、导杆一；303、弹簧二；304、避让口；305、断开架；306、导杆二；307、弹簧三；308、挤压块；309、按压块；

400、按钮。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本方案附图中，a指的是数据线，现有技术中，数据线的两端各自设置有一个USB接口，一个用于和充电头连接，一个用于和手机连接，为了区分两者，将前者命名为USB接口一，后者命名为USB接口二。

为了环保，本方案中的充电头外壳可使用麦秸秆可降解材质制作，数据线可使用可降解软木材质制作，数据线的USB接口根据手机类型而对应设置，均为现有技术可实现，不作赘述。

本方案中，无级收纳指的是可以收纳更长的数据线，现有技术中，收纳的数据线一般有1m、1.5m等，本方案中，可增大收纳区的体积以及在旋转体的外部多缠绕几层，可以收纳更长的数据线。

如图1-图9所示，一种可无级收纳数据线的充电头，包括充电头以及通过收纳机构集成设置在充电头内的数据线，其中：

如图1-图3所示，充电头包括充电头外壳100，充电头外壳100沿厚度方向的一侧开口并可拆卸式安装有壳盖101，例如壳盖101上设置有插销，充电头外壳100上设置有插孔，插销与插孔构成过盈配合，可以将壳盖101从充电头外壳100上扣下，也可以重新将壳盖101合在充电头外壳100上，为现有技术可实现，不作赘述，另外，充电头外壳100内设置有隔板102，隔板102背离充电头金属插脚的一侧呈弧面形状，隔板102将充电头外壳100分隔成两部分，一部分靠近充电头的金属插脚，用于安装与现有充电头技术有关的电气元件等结果，另一部分远离充电头的金属插脚，用于安装收纳机构，命名为收纳区。

如图3-图5所示，收纳机构包括收纳构件200与触发构件300，收纳构件200设置在收纳状态与空转状态之间进行切换，处于收纳状态时，收纳构件200主动进行收线旋转，对数据线进行收纳，处于空转状态时，收纳构件200被动发生放线旋转，释放数据线，并且释放过程中，收纳构件200不对数据线的释放造成阻碍，另外，初始状态时，数据线的USB接口一与USB接口二均位于充电头外壳100内部；触发构件300用于被用户手动按压，使数据线的USB接口二伸出，同时使收纳构件200切换为空转状态。

具体的，如图4-图8所示，收纳构件200：

如图6所示，收纳构件200包括沿充电头外壳100厚度方向安装在收纳区的旋转体201，进一步的，旋转体201靠近隔板102的弧面，旋转体201包括旋转轴以及设置在旋转轴两端的旋转盘。

收纳构件200还包括铰接设置在收纳区的压持架205，铰接处形成的铰接轴平行于旋转体201，压持架205的一端安装有转棍206，转棍206与旋转体201平行并位于旋转体201背离隔板102的一侧，收纳区内还设置有位于压持架205背离旋转体201一侧的弹性片207，弹性片207的一端与收纳区的侧壁连接、另一端与压持架205连接。

压持架205设置有两组并对称分布在旋转体201的两侧，转棍206与弹性片207均对应设置有两组，初始状态下，转棍206与旋转体201的旋转轴之间的距离略大于数据线的外径。

旋转体201的旋转盘端面设置有插槽202与避让孔204，避让孔204与插槽202连通，避让孔204贯穿旋转盘的厚度，避让孔204贯穿至旋转盘的外圆面。

插槽202内安装有插口203，插口203用于和数据线的USB接口一进行插接，进一步的，为了插接更加方便，插口203壳设置成能够旋转，这样一来，可用手指挑起插口203，使其末端伸出插槽202，然后再将数据线的USB接口一与其插接，插接更加方便，另外，插口203的安装处应设置有卷簧，在插接完成后松手，卷簧即可使插口203复位，平躺在插槽202内，至于插口203与充电头金属插脚之间的连接为现有技术可实现，不作赘述。

如图6所示，数据线在旋转体201上的缠绕过程，具体表现为：

首先扣下壳盖101，将数据线的USB接口一与插口203连接后，数据线的穿过避让孔204；

然后，旋转体201发生收线旋转，将数据线缠绕在旋转体201的旋转轴外部，缠绕过程中，由于转棍206的存在，故而数据线是被转棍206按压着往旋转轴外部缠绕，又由于转棍206与旋转体201的旋转轴之间的距离略大于数据线的外径，故而旋转轴旋转一圈后，剩余数据线与缠绕在旋转轴外部的数据线发生接触，两者发生挤压，剩余数据线会向旋转轴的空白部分移动，并被缠绕在旋转轴的外部，也就是说，通过转棍206与旋转体201的配合，能够是数据线沿旋转体201轴向一圈一圈的有序缠绕在旋转轴的外部。

进一步的，如图7与图8所示，收纳构件200还包括用于驱使旋转体201旋转的驱动组件。

旋转体201的旋转轴内部中空并设置有电机架，电机架与收纳区连接，电机架上安装有电机208，电机208与旋转体201之间通过动力传递件209实现动力连接，动力传递件209为行星减速器技术，行星减速器的太阳齿轮2091通过花键方式安装在电机208的输出轴上，并且当太阳齿轮2091沿轴向发生移动时，电机208持续朝向太阳齿轮2091输出动力，太阳齿轮2091与电机208的机壳之间设置有弹簧一210，太阳齿轮2091背离电机208的端面延伸有凸销2092。

初始状态下，太阳齿轮2091与行星减速器中的行星齿轮啮合，使动力传递件209处于动力传递状态，此时，电机208运行通过动力传递件209驱使旋转体201发生恒速缓慢的收线旋转；

当触发构件300使太阳齿轮2091发生移动而脱离与行星齿轮的啮合时，动力传递件209的动力传递被断开，此时，可直接向外拉扯数据线，旋转体201发生放线旋转，数据线被拉出预设长度后，松开触发构件300，动力传递件209重新恢复动力传递状态，此时，基于行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力以及电机208输出轴旋转的阻力，使数据线再往外拉扯需要花费很大的力气，也就是说，将数据线限位在当前长度。

进一步的，如图1与图2所示，充电头外壳100的外表面设置有用于控制电机208开启的按钮400。

具体的，如图图4、图5及9所示，触发构件300：

触发构件300设置在收纳构件200背离隔板102的一侧，另外，充电头外壳100沿长度方向并背离充电头金属插脚的侧面设置有用于供数据线的USB接口二进出的进出口。

触发构件300包括通过导杆一302滑动安装在收纳区中的弹出架301、通过导杆二306滑动安装在收纳区中的断开架305，其中，弹出架301的滑动方向与断开架305的滑动方向均平行于充电头外壳100的长度方向，并且断开架305位于弹出架301朝向旋转体201的一侧，弹出架301靠近进出口并且弹出架301上设置有与进出口位于同一直线上的避让口304，初始状态下，数据线的USB接口二位于弹出架301与进出口之间，USB接口二与弹出架301接触，而避让口304是为了避让数据线。

另外，导杆一302的外部套设有弹簧二303，其弹力驱使弹出架301远离进出口；导杆二306的外部套设有弹簧三307，其弹力驱使断开架305靠近弹出架301。

弹出架301上设置有斜面一，斜面一设置有两组，两组斜面一之间的距离沿充电头外壳100的长度方向并由断开架305指向弹出架301的方向递增。

断开架305上设置有斜面二，斜面二设置有两组，两组斜面二之间的距离沿充电头外壳100的长度方向并由断开架305指向弹出架301的方向递减。

断开架305上还设置有斜面五，斜面五与凸销2092接触，斜面五与太阳齿轮2091之间的距离沿充电头外壳100的长度方向并由断开架305指向弹出架301的方向递减。

斜面一与斜面二呈相向布置且斜面一与斜面二之间设置有按压组件，按压组件对应设置有两组。

进一步的，充电头外壳100沿宽度方向的两个侧面上均开设有穿设孔，按压组件包括滑动安装在收纳区中的挤压块308，挤压块308的滑动方向平行于充电头外壳100的宽度方向，挤压块308上设置有与斜面一贴合的斜面三、与斜面二贴合的斜面四，挤压块308的末端以穿过穿设孔的方式伸出充电头外壳100，并设置有按压块309。

用户一手对按压块309进行按压，按压过程中，通过斜面三与斜面一的配合，驱使弹出架301靠近进出口，进而将数据线的USB接口二抵推出去，暴露在外，通过斜面四与斜面二的配合，驱使断开架305做远离弹出架301的移动，断开架305的远离移动过程中，通过斜面五抵推凸销2092，进而使太阳齿轮2091与行星齿轮脱离啮合，动力传递件209的动力传递被断开，然后，用户的另一只手即可捏住USB接口二，并朝外拉处数据线。

本发明的工作原理：

一、正常使用过程中的放线：

用户一手对按压块309进行按压，按压过程中，通过斜面三与斜面一的配合，驱使弹出架301靠近进出口，进而将数据线的USB接口二抵推出去，暴露在外，通过斜面四与斜面二的配合，驱使断开架305做远离弹出架301的移动，断开架305的远离移动过程中，通过斜面五抵推凸销2092，进而使太阳齿轮2091与行星齿轮脱离啮合，动力传递件209的动力传递被断开，然后，用户的另一只手即可捏住USB接口二，并朝外拉处数据线；

数据线被拉出预设长度后，松开对按压块309的按压，太阳齿轮2091与行星齿轮重新啮合，此时，基于行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力以及电机208输出轴旋转的阻力较大，使数据线再往外拉扯需要花费很大的力气，也就是说，能够将数据线限位在当前长度。

上述过程中：

1、需要注意的是，如图6所示，一方面，行星减速器（即动力传递件209）内部的齿轮齿圈旋转的阻力加上电机208输出轴旋转的阻力之和较大，一方面，最后缠绕在旋转体201上的数据线的缠绕松散，存在余量，一方面，USB接口二的本身长度较短，故而在将USB接口二抵推出去的过程中，数据线会抵推与之接触的转棍206偏移，进而使与之对应的压持架205偏转，弹性片207被压缩，也就是说，在将USB接口二抵推出去的过程中，所受到的阻力来源于弹性片207，而弹性片207只是用来约束压持架205上的转棍206靠近旋转体201，其本身的弹力系数较小，反馈的阻力较小，故而数据线与USB接口二的连接处所受到的力近似等于被压缩后的弹性片207的弹力，非常小；

2、USB接口二被弹出的同时，行星减速器的动力传递路线被切断，行星减速器内部的齿轮齿圈旋转的阻力以及电机208输出轴旋转的阻力不会反馈给旋转体201，也就是说，后续朝外拉出数据线的过程中，阻力非常小且为恒定值，故而数据线与USB接口二的连接处所受到的力非常小；

综合1与2可知，本充电头使用过程中，不会对数据线与USB接口二的连接处造成过大的力，也就不会对连接处造成较大的伤损，解决了背景技术中提到的“随着数据线往外拉出的越长，USB接口与数据线的连接处受到的力越大，对连接处造成的疲劳损伤越大，极大的降低了USB接口与数据线的连接处的寿命”的问题；

二、正常使用过程中的收线：

将手机拔掉，充电头仍然插在插排或插座上；

然后，按压按钮400使电机208启动，驱使旋转体201恒速旋转，将数据线收回充电头外壳100内，由于数据线的两个USB接口均处于充电头外壳100内，故而解决了背景技术中提到的数据线携带使用时，USB接口与数据线的连接处暴露在外，仍然存在容易发生被压弯折损坏的问题；

另外，需要注意的是，本方案中，当USB接口二与弹出架301接触后，由于弹出架301的限制，电机208的负载增大，导致电流变大，进而被设置在主板上的电流传感器感应到，并发出信号使电机208反向运行预设圈数后停机，反向运行预设圈数是为了抵消USB接口二与弹出架301接触后，电机208继续驱使收纳数据线而导致的弹出架301移动，弹簧二303被压缩，若不如此抵消，则收纳结束后，数据线与USB的连接处会持续受到来源于弹簧二303反馈的力，而连接处受到持续力，会加重连接处的疲劳伤损，降低连接处的使用寿命，除此之外，抵消完成之后，电机208的反向运行会使最后缠绕在旋转体201上的数据线松散，存在余量，为充电头使用时的USB接口二弹出过程提供余量，并且由于转棍206的存在，对旋转体201上的数据线进行压持，故而最后缠绕在旋转体201上的数据线的松散不会对之前缠绕的数据线造成影响；

另外，需要注意的是，现有技术中，一般采用卷簧收回数据线的技术中，数据线收回的速度较快，若收回路径上存在阻碍物，则卷簧的弹力仍然使数据线存在一个收回趋势，进而使数据线与USB接口的连接处受到较大的力，容易对连接处造成伤损，而本方案中，若数据线收回过程中，碰到阻碍物，则如同USB接口二与弹出架301接触一样，会被感应到并发出信号使电机208反向运行预设圈数后停机，也就是说，不会使数据线与USB的连接处受到持续的力。

三、本方案中，若数据线损坏，或者数据线缠绕过程出现问题，可以扣下壳盖101，进行更换或维护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。